Національний технічний університет України
«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
Комп’ютерна схемотехніка та архітектура комп’ютерів
ЗВІТ
ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 3
«Типові комбінаційні ЦП»
Варіант № 7
Дата «2» Листопада 2021
Мета роботи: Закріплення знань і отримання практичних навичок проектування та синтезу на базі ПЛІС типових комбінаційних ЦП в заданому елементному базисі.
Теоретичні відомості.
Мультиплексори – це керовані кодом перемикачі декількох інформаційних входів(D) до спільного виходу(Q). Вибір входу здійснюється за допомогою двійкового цифрового коду який подається на входи адреси (A), і визначає номер входу(D) який з’єднується з виходом. Існують мультиплексори на 2, 4, 8 і 16 інформаційних входів. На рис. 27.1 наведено приклад мультиплексора, який має 4 інформаційні входи(D0-D3) і відповідно 2 адресні входи (A0, A1).
Демультиплексори – це керовані кодом перемикачі інформаційного входу(D) до одного з виходів(Q). Вибір виходу здійснюється за допомогою двійкового цифрового коду який подається на входи адреси (A), і визначає номер виходу(Q) який з’єднується з входом. На рис. 27.6 наведено приклад демультиплексора, який має 4 виходи(Q0-Q3) і відповідно 2 адресні входи (A0, A1).
Шифратор призначений для перетворення цифрової інформації, що подана n-розрядним розрядно-позиційним кодом, у еквівалентний двійковий m-розрядний код.
Розрядно-позиційний (унітарний) код – це код, для якого може існувати тільки один активний стан змінної Xi із множини вхідних сигналів {Xn-1…X1,X0}. Отже, шифратор – це перетворювач розрядно-позиційного коду "1 з n" у двійковий паралельний код, у якого число виходів m однозначно зв’язане з числом входів n як 2m.
Якщо n=2m , то такий шифратор називають повним, оскільки використовується повний набір вихідних двійкових комбінацій Yi. Для шифраторів використовується позначення 2m-n, наприклад, 8-3, 16-4. Наприклад, шифратор 8-3 є повним, тому що він реалізує повний набір можливих комбінацій змінних Xi (n=8) у повний вихідний набір Yi (m=3).
У неповному шифраторі число входів m не відповідає числу всіх можливих вихідних комбінацій 2m, причому завжди n<2m. Прикладом неповного шифраторa, який найчастіше зустрічається на практиці, є шифратор 10-4, що використовується для кодування десяткових, з клавіатури пульта керування.
Дешифратор – це комбінаційний пристрій, який перетворює комбінацію вхідних змінних в активний сигнал “лог. 1” або “лог. 0” тільки на одному із виходів.
Дешифратор призначений для розпізнавання (дешифрації) числа, яке подане позиційним n -розрядним двійковим кодом. Найчастіше дешифратор (n-m) виконує функцію перетворення двійкового кода в унітарний код "1 з m ", тобто виконує функцію, що обернена дії шифратора, і тому для повного дешифратора справедливе співвідношення m=2n де m -порядковий номер виходу i Y дешифратора.
Каскадування мультиплексорів і демультиплексорів
Для збільшення кількості інформаційних входів використовують багатоступінчате вмикання мультиплексорів (принцип мультиплексного дерева). Для цього виходи мультиплексорів першого рівня підключають до входів мультиплексорів другого рівня. Таким чином, мультиплексори першого рівня керуються молодшими розрядами адресного слова, другого рівня – старшими розрядами.
Для збільшення кількості інформаційних виходів використовують багатоступінчате вмикання демультиплексорів (аналогічно до мультиплексорів). Для цього входи демультиплексорів другого рівня підключають до виходів демультиплексорів першого рівня. Таким чином, демультиплексори першого рівня керуються молодшими розрядами адресного слова, другого рівня – старшими розрядами.
Завдання до варіанту:
/
Таблиця істиності функціонування типового ЦП
Q
A3
A2
A1
A0
d0
0
0
0
0
d1
0
0
0
1
d2
0
0
1
0
d3
0
0
1
1
d4
0
1
0
0
d5
0
1
0
1
d6
0
1
1
0
d7
0
1
1
1
d8
1
0
0
0
d9
1
0
0
1
d10
1
0
1
0
d11
1
0
1
1
d12
1
1
0
0
d13
1
1
0
1
d14
1
1
1
0
Умовн...
